DE102020214132B4 - Battery cell closure strip for a battery cell in prismatic or pouch design, as well as battery cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft 1. Batteriezellverschlussleiste für eine Batteriezelle in prismatischer oder in Pouch-Bauweise, umfassend einen Grundkörper mit- einem Entgasungskanal, der sich längs der Vertikalachse der Batterieverschlussleiste von einer Innenseite der Batteriezellverschlussleiste zur Außenseite des Batteriezellverschlussleiste erstreckt, wobei der Entgasungskanal im Regelbetrieb der Batteriezellverschlussleiste mittels eines medienbetätigten Dichtelements verschlossen ist, das den Entgasungskanal bei Erreichen eines auf das Dichtelement wirkenden vordefinierten Grenzdrucks Plimder Batteriezelle freigibt; und mit- einem Notentgasungskanal, der im Vergleich zum Entgasungskanal einen zumindest 10-fach größeren durchströmbaren Öffnungsquerschnitt aufweist und welcher mittels eines Berstventils verschlossen ist, das bei Erreichen oder Überschreiten eines auf das Berstventil wirkenden Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plimden Notentgasungskanal freigibt. Die Erfindung betrifft darüber hinaus Batteriezellen.The invention relates to 1. Battery cell closure strip for a battery cell in a prismatic or pouch design, comprising a base body with a degassing channel that extends along the vertical axis of the battery cell closure strip from an inside of the battery cell closure strip to the outside of the battery cell closure strip, the degassing channel during regular operation of the battery cell closure strip is closed by means of a media-actuated sealing element, which releases the degassing channel when a predefined limiting pressure Plimder battery cell acting on the sealing element is reached; and with an emergency degassing channel which, compared to the degassing channel, has an opening cross section that is at least 10 times larger through which flow can take place and which is closed by means of a bursting valve which releases the emergency degassing channel when a bursting pressure Pcrit with Pcrit > Plim acting on the bursting valve is reached or exceeded. The invention also relates to battery cells.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezellverschlussleiste für eine Batteriezelle in prismatischer oder in Pouch-Bauweise sowie eine Batteriezelle.The invention relates to a battery cell closure strip for a battery cell in a prismatic or pouch design and a battery cell.

Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen bestehen gegenwärtig aus einer Vielzahl von Lithium-Batteriezellen. Derlei Batteriezellen werden zunehmend in Form von sogenannten prismatischen Batteriezellen und in Form von Pouch-Batteriezellen gefertigt, zumal diese Bauformen die wirtschaftlich interessantesten Entwicklungspotentiale aufweisen. Diese Bauarten zeichnen sich durch eine geringe Masse und günstige Herstellungskosten aus. Eine typische Traktionsbatterie mit 800 V Ausgangsspannung umfasst bei einer Zellspannung von 3,7 V mithin mindestens 1216 Zellen.Electric vehicle traction batteries currently consist of a large number of lithium battery cells. Such battery cells are increasingly being manufactured in the form of so-called prismatic battery cells and in the form of pouch battery cells, especially since these designs have the most economically interesting development potential. These designs are characterized by low mass and low manufacturing costs. A typical traction battery with an output voltage of 800 V and a cell voltage of 3.7 V therefore has at least 1216 cells.

Die Lithium-Batteriezellen sind als die kleinsten Bauelemente der Traktionsbatterie Verschleißteile und stellen potenzielle Gefahrenherde beim Betrieb der Elektrofahrzeuge dar. Im Gegensatz zu den von steifen Metallgehäusen umwandeten Rundzellen, bzw. bedingt auch bei prismatischen Zellen kann die Pouchzelle keinen nennenswerten Druckaufbau kompensieren. Selbst relativ geringe Innendruckverhältnisse lassen die sehr dünne Hülle aus einem Aluminium-Thermoplast Verbund aufblähen.As the smallest components of the traction battery, the lithium battery cells are wear parts and represent potential sources of danger when operating electric vehicles. In contrast to the round cells surrounded by rigid metal housings, or to some extent also with prismatic cells, the pouch cell cannot compensate for any significant pressure build-up. Even relatively low internal pressure conditions allow the very thin shell made of an aluminum-thermoplastic compound to inflate.

Während des Fertigungsprozesses von Lithium Zellen ist dieser Effekt erstmalig verfahrenstechnisch zu berücksichtigen. Während des Formatierens und Voralterns, im Fachbegriff „Aging“ genannt, bildet sich erstmals eine relevante Gasmenge. Diese Gasmenge wird bei konventioneller Fertigung von Pouchzellen in einen Gas-Sack gepresst, welcher am Ende dieses Prozessschrittes mechanisch abgetrennt wird.During the manufacturing process of lithium cells, this effect has to be taken into account for the first time in terms of process technology. During formatting and pre-ageing, also known as "aging" in the technical term, a relevant amount of gas is formed for the first time. In the conventional production of pouch cells, this amount of gas is pressed into a gas bag, which is mechanically separated at the end of this process step.

Bauartbedingt kommt es aber auch im regulären Betrieb zu einer unerwünschten Gasbildung innerhalb der Lithium-Batteriezelle. Steigen die Temperaturen innerhalb der Batteriezelle beim Be- bzw. beim Entladen auf > 40°C , so kann sich der Innendruck durch die Gasbildung in der Zelle erhöhen. Selbst relativ geringe Innendruckverhältnisse lassen die sehr dünne Hülle der Pouchzellen aus einem Aluminium-Thermoplast Verbund aufblähen. Auch die Steifigkeit der prismatischen Zellen ist bei weitem nicht so hoch wie bei den Rundzellen, so dass auch diese Bauform bei Drücken > 1 bar ohne Weiteres ausbauchen kann.Due to the design, however, there is also an undesirable formation of gas within the lithium battery cell during regular operation. If the temperatures inside the battery cell rise to > 40°C during charging or discharging, the internal pressure can increase due to gas formation in the cell. Even relatively low internal pressure conditions allow the very thin shell of the pouch cells, made from an aluminum-thermoplastic composite, to inflate. The rigidity of the prismatic cells is also not nearly as high as that of the round cells, so that this design can also easily bulge at pressures > 1 bar.

Aus den vorgenannten Gründen wird bei Lithium-Batteriezellen häufig ein sogenanntes Entgasungsventil eingesetzt, über das das Gas aus der Batteriezelle in die Umgebung entweichen kann. Ein solches Entgasungsventil ist beispielsweise aus der WO 1999 / 007 617 A1 bekannt.For the aforementioned reasons, a so-called degassing valve is often used in lithium battery cells, through which the gas can escape from the battery cell into the environment. Such a degassing valve is known, for example, from WO 1999/007 617 A1.

Im Extremfall kann es beim Betriebseinsatz von Lithium-Batteriezellen darüber hinaus zum sogenannten „Thermal Runaway“ kommen, bei dem die Batteriezelle mit Überscheiten einer Temperaturgrenze sehr schnell sehr warm wird und innerhalb von Millisekunden unaufhaltsam mehrere hundert Grad erreicht werden können. Die Hitze löst im Zellinneren chemische Reaktion aus, bei denen teilweise brennbare und toxische Gasen, wie z.B. CO2, Methan (CH4) Flußsäure (HF), Wasserstoff (H2), Stickstoffoxide NOx, N2O weitere Hydrocarbonate (Ethene, Ethine, Benzole, usw.) sowie Sauerstoff freigesetzt werden. Die Batteriezelle entzündet sich bzw. explodiert. Mögliche Ursachen sind ein interner oder externer Kurzschluss sowie zu hohe Ströme beim Laden/Entladen. Kommt es in der Folge zu einer sequentiellen Entzündung weiterer Batteriezellen der Traktionsbatterie, kann es bekanntlich zu einem Totalverlust des Fahrzeugs sowie der Gefährdung von Menschenleben kommen.In extreme cases, the operational use of lithium battery cells can also lead to so-called "thermal runaway", in which the battery cell very quickly becomes very warm when a temperature limit is exceeded and several hundred degrees can be reached inexorably within milliseconds. The heat triggers a chemical reaction inside the cell, in which some combustible and toxic gases such as CO2, methane (CH4), hydrofluoric acid (HF), hydrogen (H2), nitrogen oxides NOx, N2O, other hydrocarbons (ethene, ethine, benzene, etc.) ) and oxygen are released. The battery cell catches fire or explodes. Possible causes are an internal or external short circuit as well as excessive currents when charging/discharging. If, as a result, other battery cells of the traction battery sequentially ignite, the vehicle can be totally lost and human life endangered.

Deshalb wurden Gehäuse für Batteriezellen mit Notentgasungsfunktion entwickelt.For this reason, housings for battery cells with an emergency degassing function were developed.

So ist aus der DE 10 2013 221 760 A1 eine Batterie bzw. Batteriezelle bekannt, deren Gehäuse ein Sicherheitsventil und ein medienbetätigtes Dichtelement in Form eines reversibel öffnenden und schließenden Druckausgleichsventils aufweist. Die Ventile können insbesondere am Zellgehäusedeckel angeordnet sein. Das Druckausgleichsventil kann insbesondere als ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil aus Aluminium ausgeführt sein.That's it DE 10 2013 221 760 A1 a battery or battery cell is known, the housing of which has a safety valve and a media-actuated sealing element in the form of a reversibly opening and closing pressure equalization valve. The valves can be arranged in particular on the cell housing cover. The pressure compensation valve can be designed in particular as a spring-loaded check valve made of aluminum.

DE 10 2018 125 110 A1 offenbart ein Gehäuse für eine Batterie, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Traktionsbatterie Das Gehäuse umfasst mindestens einen Druckausgleichskanal, eine in dem Druckausgleichskanal angeordnete Berstscheibe und eine Schutzkappe. Die Berstscheibe ist geeignet, bei Vorherrschen einer Mindestdruckdifferenz zwischen einem Innenraum des Gehäuses und einem Außenraum des Gehäuses zum Druckausgleich zwischen dem Innenraum und dem Außenraum eine Entgasungsöffnung zu bilden. Die Schutzkappe ist auf dem Druckausgleichskanal aufgesteckt und kann durch einen Druckanstieg im Gehäuseinneren vom Gehäuse gelöst werden. DE 10 2018 125 110 A1 discloses a housing for a battery, in particular for a motor vehicle traction battery. The housing comprises at least one pressure equalization channel, a bursting disk arranged in the pressure equalization channel, and a protective cap. The bursting disc is suitable for forming a degassing opening when there is a minimum pressure difference between an interior space of the housing and an exterior space of the housing to equalize the pressure between the interior space and the exterior space. The protective cap is attached to the pressure equalization channel and can be detached from the housing if the pressure inside the housing increases.

JP 2013 - 168 293 A offenbart ein Batteriepack mit einer gehäuseseitigen Berstmembran. JP 2013 - 168 293 A discloses a battery pack with a case-side rupture membrane.

US 2020 / 0 233 520 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zur Erfassung und Charakterisierung von Krafteinleitungen auf einer Oberfläche für einen resistiven Berührungssensor bzw. für ein Touchpad. Die Oberfläche kann dabei eine verformbare bzw. elastische Pufferschicht und Deckschicht aufweisen. Die Schichten können beispielsweise einen dünnen Silikon-, Polyurethan- oder Polycarbonatfilm enthalten.US 2020/0 233 520 A1 discloses a system and a method for detecting and characterizing the application of force on a surface for a resistive touch sensor or for a touchpad. The surface can have a deformable or elastic buffer layer and cover layer. The layers can, for example contain a thin silicone, polyurethane or polycarbonate film.

DE 10 2014 017 232 A offenbart eine Batteriegehäuseanordnung mit einem Batteriegehäuse zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriezellen und eine Druckausgleichsvorrichtung mit einem plattenförmigen Element, das sich bei einem Druckanstieg im Gehäuseinneren verformt und einen Riss zur Ableitung des Überdrucks bildet. DE 10 2014 017 232 A discloses a battery housing arrangement with a battery housing for accommodating a plurality of battery cells and a pressure compensation device with a plate-shaped element which deforms when the pressure inside the housing increases and forms a crack for dissipating the excess pressure.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Batteriezellverschlussleiste für Batteriezellen in prismatischer oder in Pouch-Bauweise sowie eine Batteriezelle solcher Bauart anzugeben, die einen sichereren Betrieb der Batteriezellen, insbesondere im Rahmen der Elektromobilität, ermöglicht.It is therefore the object of the invention to specify a battery cell closure strip for battery cells in a prismatic or pouch design and a battery cell of such a design that enables safer operation of the battery cells, particularly in the context of electromobility.

Die die Batteriezellverschlussleiste betreffende Aufgabe wird durch eine Batteriezellverschlussleiste mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäße Batteriezellen sind in den Ansprüchen 10 und 11 angegeben.The task relating to the battery cell closure strip is achieved by a battery cell closure strip having the features specified in claim 1 . Battery cells according to the invention are specified in claims 10 and 11.

Die erfindungsgemäße Batteriezellverschlussleiste ist insbesondere für eine Batteriezelle in prismatischer oder in Pouch-Bauweise geeignet. Die Batterieverschlusszeile dient als ein Teil des Gehäuses der einzelnen Batteriezelle und ist mit dem übrigen Gehäuse gasdicht verklebbar, gasdicht veschweißbar oder in anderer Weise mit dem übrigen Gehäuse der Batteriezelle gasdicht verbindbar. Die Batteriezellverschlussleiste umfasst erfindungsgemäß einen Grundkörper mit einem Entgasungskanal, der sich längs der Vertikalachse der Batteriezellverschlussleiste von einer Innenseite des Batteriezellverschlussleistes zur Außenseite des Batteriezellverschlussleistes erstreckt. Die Vertikalachse der Batterieverschlusszeile ist im Betriebseinsatz der Batteriezellverschlussleiste lotrecht ausgerichtet. Der Entgasungskanal ist im Regelbetrieb des Batteriezellverschlussleistes mittels eines medienbetätigten Dichtelements verschlossen, der den Entgasungskanal nur bei Erreichen oder Überschreiten eines vordefinierten atmosphärischen Ansprechdrucks oder Grenzdrucks Plim in der Batteriezelle freigibt. Der Grenzdruck Plim kann z.B. zwischen 80 und 120 mbar über atmosphärischem Umgebungsdruck betragen. Die Batteriezellverschlussleiste umfasst darüber hinaus einen Notentgasungskanal, der im Vergleich zum Entgasungskanal einen zumindest 10-fach größeren durchströmbaren Öffnungsquerschnitt aufweist und welcher mittels eines Berstventils verschlossen ist, das bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen (Soll-) Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plim den Notentgasungskanal, vorzugsweise in Richtung der Vertikalachse nach oben, freigibt.The battery cell closure strip according to the invention is particularly suitable for a battery cell with a prismatic or pouch design. The battery closure line serves as part of the housing of the individual battery cell and can be bonded to the rest of the housing in a gas-tight manner, welded in a gas-tight manner or connected in a gas-tight manner to the rest of the housing of the battery cell in some other way. According to the invention, the battery cell closure strip comprises a base body with a degassing channel which extends along the vertical axis of the battery cell closure strip from an inside of the battery cell closure strip to the outside of the battery cell closure strip. The vertical axis of the battery closure row is aligned vertically when the battery cell closure strip is in use. During regular operation of the battery cell closure strip, the degassing channel is closed by means of a media-actuated sealing element, which releases the degassing channel only when a predefined atmospheric response pressure or limit pressure P lim in the battery cell is reached or exceeded. The limit pressure P lim can be, for example, between 80 and 120 mbar above atmospheric pressure. The battery cell closure strip also includes an emergency degassing channel, which has an opening cross section that is at least 10 times larger than the degassing channel and which is closed by means of a bursting valve, which opens the emergency degassing channel when a specified (target) bursting pressure Pcrit with Pcrit > Plim is reached or exceeded , preferably in the direction of the vertical axis upwards, releases.

Die Batteriezellverschlussleiste gewährleistet so bei einer nicht zu vermeidenden Gasentstehung im Inneren ein Entgasen der mit der Batteriezellverschlussleiste versehenen Batteriezelle. Durch das Dichtelement wird im Regelbetrieb ein unerwünschtes Eindringen von Gasen und von Feuchtigkeit, die zur Beeinträchtigung der Kapazität der Batteriezeller bzw. zu deren Beschädigung oder gar Zerstörung führen könnten, effizient vermieden.The battery cell closure strip thus ensures that the battery cell provided with the battery cell closure strip is degassed in the event of gas formation inside which cannot be avoided. During regular operation, the sealing element efficiently prevents the undesired ingress of gases and moisture, which could impair the capacity of the battery cells or damage them or even destroy them.

Im Falle eines mit dem Thermal Runaway einhergehenden massiven Druckanstiegs bis zum bzw. über den Berstdruck des Berstventils hinaus wird eine schlagartige Entgasung der Batteriezelle in Richtung der Vertikalachse nach oben ermöglicht. Im Falle einer Stichflamme wird diese ebenfalls gerichtet nach oben über die Batteriezellverschlussleiste abgeleitet. Insgesamt kann dadurch die Gefahr einer sequentiellen Beschädigung und Entzündung benachbart angeordneter Batteriezellen der jeweiligen Traktionsbatterie entgegengewirkt werden. Insgesamt kann dadurch der Betrieb der Batteriezellen selbst im Falle eines Thermal Runaway sicherer gestaltet werden. Der Aktivierungsdruck des Berstventils kann beispielsweise bei 1,5 bar liegen.In the event of a massive pressure increase associated with the thermal runaway up to or above the bursting pressure of the bursting valve, a sudden degassing of the battery cell in the direction of the vertical axis upwards is made possible. In the event of a flash fire, this is also directed upwards via the battery cell closure strip. Overall, this can counteract the risk of sequential damage and ignition of battery cells arranged adjacent to one another in the respective traction battery. Overall, the operation of the battery cells can be made safer even in the event of a thermal runaway. The activation pressure of the bursting valve can be 1.5 bar, for example.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Berstventil einen Sprengdeckel. Unter einem Sprengdeckel wird in der vorliegenden Anmeldung ein Deckel verstanden, der bei Aktivierung des Berstventils aus seinem Dichtsitz an der Batteriezellverschlussleiste abgesprengt wird. derlei Sprengdeckel können mit dem Grundkörper der Batteriezellverschlussleiste verklebt, verschweißt oder im Presssitz an der Batteriezellverschlussleiste gehaltert sein.According to a preferred development of the invention, the bursting valve includes an explosive cover. In the present application, an explosive cover is understood to be a cover that is blasted off from its sealing seat on the battery cell closure strip when the bursting valve is activated. Such explosive lids can be glued to the base body of the battery cell closure strip, welded or held in a press fit on the battery cell closure strip.

Der Sprengdeckel kann nach der Erfindung aus einem gummielastisch verformbaren Material bestehen. In diesem Fall ist der Sprengdeckel vorzugswiese im Presssitz in oder an der Batteriezellverschlussleiste gehalten angeordnet. Der Sprengdeckel kann erfindungsgemäß insbesondere auf einem Halteflansch des Grundkörpers angeordnet sein und diesen umlaufend, bevorzugt beiderseitig, umgreifen. Dadurch wird die Montage der Batterieverschlusszeile vereinfacht und eine zuverlässige Abdichtung der Notentlüftungsöffnung bei noch ausreichend sicherem Ansprechverhalten des Berstventils ermöglicht.According to the invention, the explosive cover can consist of a rubber-elastic deformable material. In this case, the explosive cover is preferably arranged with a press fit in or on the battery cell closure strip. According to the invention, the explosive cover can be arranged in particular on a retaining flange of the base body and can encompass it circumferentially, preferably on both sides. This simplifies the assembly of the battery closure line and enables the emergency vent opening to be reliably sealed while the bursting valve still responds sufficiently reliably.

Erfindungsgemäß umfasst das Berstventil eine sogenannte Berstmembran. Durch eine solche Berstmembran kann ein besonders exaktes Ansprechverhalten des Berstventils realisiert werden. Auch sind derlei Berstmembranen kostengünstig am Markt verfügbar und am Grundkörper einfach zu montieren.According to the invention, the bursting valve comprises a so-called bursting membrane. A particularly precise response behavior of the bursting valve can be achieved by such a bursting membrane. Such bursting membranes are also available on the market at low cost and are easy to assemble on the base body.

Erfindungsgemäß ist am Grundkörper der Batteriezellverschlussleiste ein Schneidelement, insbesondere ein pneumatisch betätigter Schneidkolben, bewegbar gelagert. Durch das Schneidelement kann die Berstmembran im Betriebseinsatz der Batteriezellverschlussleiste und bei Erreichen eines vorgegebenen innenseitigen (Soll-) Berstdrucks Pkrit besonders zuverlässig perforiert werden. Das Schneidelement kann insbesondere aus Kunststoff bzw. dem gleichen Material bestehen, wie der übrige Grundkörper. Das Schneidelement ist vorzugsweise translatorisch verschiebbar am Grundkörper gelagert.According to the invention, a cutting element, in particular a pneumatically actuated cutting piston, is movably mounted on the base body of the battery cell closure strip. The bursting membrane can be perforated particularly reliably by the cutting element during operational use of the battery cell closure strip and when a predetermined internal (target) bursting pressure Pcrit is reached. The cutting element can in particular consist of plastic or the same material as the rest of the base body. The cutting element is preferably mounted on the base body in a translationally displaceable manner.

Das Dichtelement weist nach der Erfindung vorzugswiese eine, bevorzugt umlaufende, Dichtlippe auf, die in einer den Entgasungskanal verschließenden Dichtstellung an einer Dichtfläche des Batteriezellverschlussleistes in eine den Entgasungskanal freigebende Öffnungsstellung bewegbar ist, in der die Dichtlippe zumindest abschnittsweise von der Dichtfläche des Batteriezellverschlussleistes beabstandet angeordnet ist. Derlei Dichtelemente sind hinlänglich bekannt und weisen ein gutes Ansprechverhalten auf Druckänderungen auf.According to the invention, the sealing element preferably has a sealing lip, preferably a circumferential sealing lip, which in a sealing position closing the degassing channel on a sealing surface of the battery cell sealing strip can be moved into an open position releasing the degassing channel, in which the sealing lip is arranged at least in sections at a distance from the sealing surface of the battery cell sealing strip . Such sealing elements are well known and have a good response to pressure changes.

Das Dichtelement ist in einer Dichtungshaltestruktur in Form einer Ausnehmung der Batteriezellverschlussleiste gehalten angeordnet.The sealing element is held in a seal holding structure in the form of a recess in the battery cell closure strip.

Die Dichtungshaltestruktur ist dabei vorzugsweise an einem Fortsatz des Grundkörpers ausgebildet, der sich vom übrigen Grundkörper in einer zur Vertikalachse der Batteriezellverschlussleiste axialen Richtung wegerstreckt. Die Dichtungshaltestruktur und damit das Dichtelement können dadurch vom Berstventil beabstandet sein, wodurch eine in der Breite und Tiefe besonders kompakte Bauweise des Batteriezellverschlusselements erreicht werden kann. dies ist in Anbetracht des bei Mobilitätsanwendungen sehr begrenzten Bauraums vorteilhaft. Das Berstventil und das Dichtelement sind mithin vorzugsweise in Richtung der Vertikalachse relativ zueinander versetzt angeordnet.The seal holding structure is preferably formed on an extension of the base body, which extends away from the rest of the base body in an axial direction to the vertical axis of the battery cell closure strip. The seal holding structure and thus the sealing element can thus be spaced apart from the bursting valve, as a result of which a design of the battery cell closure element that is particularly compact in terms of width and depth can be achieved. this is advantageous in view of the very limited installation space in mobility applications. The bursting valve and the sealing element are therefore preferably offset relative to one another in the direction of the vertical axis.

Die Dichtungshaltestruktur ist nach der Erfindung als eine Ausnehmung des Grundkörpers ausgeführt, die sich quer, bevorzugt orthogonal, zur Vertikalachse der Batteriezellverschlussleiste erstreckt. Dadurch ist eine besonders flache Bauweise der Batteriezellverschlussleiste möglich. Dies ist insbesondere bei Pouch-Batteriezellen vorteilhaft.According to the invention, the seal holding structure is designed as a recess in the base body, which extends transversely, preferably orthogonally, to the vertical axis of the battery cell closure strip. As a result, a particularly flat design of the battery cell closure strip is possible. This is particularly advantageous for pouch battery cells.

Ganz besonders bevorzugt weist die Batteriezellverschlussleiste die Terminals oder Durchführungen für die Terminals, d.h. die elektrischen Polkontaktstifte bzw.- fahnen, der Batteriezelle auf. Mittels der Batteriezellverschlussleiste kann eine zuverlässige Führung, Schienung und Abdichtung der Terminals erreicht werden. Die Terminals können beispielsweise mit dem Grundkörper verklebt bzw. ohne weiteren Klebstoffeinsatz im Material des Grundkörpers gasdicht eingebettet gehalten sein. Dadurch kann die Montage der Batteriezelle vereinfacht werden.The battery cell closure strip very particularly preferably has the terminals or bushings for the terminals, i.e. the electrical pole contact pins or lugs, of the battery cell. Reliable guidance, splinting and sealing of the terminals can be achieved by means of the battery cell closure strip. The terminals can be glued to the base body, for example, or can be embedded in the material of the base body in a gas-tight manner without the use of any further adhesive. This can simplify the assembly of the battery cell.

Besonders bevorzugt weist die Batteriezellverschlussleiste eine Befüllöffnung für die Batteriezelle auf, die mittels eines, vorzugsweise m Batteriezellverschlussleiste gelagerten, Verschlusselements, insbesondere eines konischen oder zylindrischen Stopfens, verschließbar ist. Dadurch kann das Befüllen der Batteriezelle vereinfacht, insbesondere auch automatisiert erfolgen. Der Grundkörper der Batteriezellverschlussleiste kann aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplasten, bestehen. Dadurch ist die Batteriezellverschlussleiste auf kostengünstige Weise zu fertigen. Auch ist eine Rückführung in den Materialkreislauf vereinfacht.The battery cell closure strip particularly preferably has a filling opening for the battery cell, which can be closed by means of a closure element, in particular a conical or cylindrical plug, preferably mounted in the battery cell closure strip. As a result, the filling of the battery cell can take place in a simplified manner, in particular also in an automated manner. The main body of the battery cell closure strip can consist of a plastic, in particular a thermoplastic. As a result, the battery cell closure strip can be manufactured in a cost-effective manner. A return to the material cycle is also simplified.

Eine erste erfindungsgemäße Batteriezelle ist als eine prismatische oder eine Pouch-Batteriezelle ausgeführt, wobei deren Gehäuse eine Batteriezellverschlussleiste gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. Die Batteriezelle kann insbesondere eine Lithium-Batteriezelle sein und ist insbesondere für die Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs geeignet. Es versteht sich, dass die Batteriezelle im Einbauzustand in Lotrichtung an ihrer Oberseite die Batteriezellverschlussleiste aufweist.A first battery cell according to the invention is designed as a prismatic or a pouch battery cell, the housing of which comprises a battery cell closure strip according to one of the preceding claims. The battery cell can in particular be a lithium battery cell and is particularly suitable for the traction battery of an electric vehicle. It goes without saying that the battery cell has the battery cell sealing strip on its upper side in the perpendicular direction in the installed state.

Eine weitere erfindungsgemäße Batteriezelle umfassend ein prismatisches Gehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse oberseitig mittels einer Batteriezellverschlussleiste verschlossen ist, wobei die Batteriezellverschlussleiste einen Grundkörper mit einem Entgasungskanal aufweist, der sich von einer Innenseite der Batteriezellverschlussleiste zur Außenseite der Batteriezellverschlussleiste erstreckt, wobei der Entgasungskanal im Regelbetrieb des Batteriezellverschlussleiste mittels eines medienbetätigten Dichtelements verschlossen ist, der den Entgasungskanal bei Erreichen oder Überschreiten eines vordefinierten Grenzdrucks Plim in der Batteriezelle freigibt und wobei durch ein Erreichen oder Überschreiten eines kritischen Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plim in der Batteriezelle eine Abtrennen, insbesondere vollständiges Ausstossen, der Batteriezellverschlussleiste vom übrigen Gehäuse bewirkt ist, um eine Notentgasung der Batteriezelle zu ermöglichen. Durch das Abtrennen der Batteriezellverschlussleiste wird mit anderen Worten ein Notentgasungskanal geschaffen. Der Notentgasungssöffnung bzw. der Notentgasungskanal weist vorzugsweise einen zumindest 10-fach größere durchströmbaren Öffnungsquerschnitt A1 als der Entgasungskanal auf.Another battery cell according to the invention comprising a prismatic housing is characterized in that the housing is closed on the top by means of a battery cell sealing strip, the battery cell sealing strip having a base body with a degassing channel which extends from an inside of the battery cell sealing strip to the outside of the battery cell sealing strip, the degassing channel in the Controlled operation of the battery cell closure bar is closed by means of a media-actuated sealing element, which releases the degassing channel when a predefined limit pressure P lim in the battery cell is reached or exceeded, and where a critical bursting pressure Pcrit with Pcrit > Plim in the battery cell is reached or exceeded, a separation, in particular complete ejection , The battery cell closure strip is effected from the rest of the housing in order to enable emergency degassing of the battery cell. In other words, an emergency degassing channel is created by separating the battery cell sealing strip. The emergency degassing opening or the emergency degassing channel preferably has an opening cross section A1 that can be flowed through that is at least 10 times larger than the degassing channel.

Durch die Batteriezellverschlussleiste und deren als Sollbruchstelle wirkende Befestigung am übrigen Gehäuse der Batteriezelle wird eine gerichtete Entgasung sowie ggf. Flammbildung entlang der Vertikalachse nach oben ermöglicht.The battery cell closure strip and its attachment to the rest of the battery cell housing, which acts as a predetermined breaking point, enable directed degassing and, if necessary, flame formation upwards along the vertical axis.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those detailed below can be used according to the invention individually or collectively in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.

In den Figuren zeigen:

  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Batteriezellverschlussleiste mit einem integrierten Entgasungskanal und einem Notentgasungskanal in einer perspektivischen Ansicht zur näheren Erläuterung;
  • 2 zeigt einen vergrößerten Detailausschnitt der Batteriezellverschlussleiste gemäß 1 im Bereich des Entgasungskanals bei entferntem Dichtungselement;
  • 3 zeigt die Batteriezellverschlussleiste gemäß 1 in einer ausschnittsweisen Detaildarstellung des medienbetätigten Dichtelements des Entgasungskanals;
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Batteriezellverschlussleiste, bei der das Berstventil des Notentgasungskanals und das Dichtelement des Entgasungskanals in einer zur Vertikalachse der Batterieverschlusszeile axialen Richtung zueinander versetzt angeordnet sind;
  • 5 die Batteriezellverschlussleiste gemäß 4 in einer schematisierten Schnittdarstellung;
  • 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Batteriezellverschlussleiste, bei der der Notentgasungskanal mittels einer Berstmembran verschlossen ist, wobei die Terminals mit dem Grundkörper der Batteriezellverschlussleiste fest verbunden sind;
  • 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Batteriezellverschlussleiste, bei der der Notentgasungskanal mittels einer Berstmembran verschlossen ist;
  • 8 eine prismatische Batteriezelle (ohne Inhalt) mit einer erfindungsgemäßen Batterieverschlusszeile, die einen Schneidkolben zum druckgesteuerten Perforieren der Berstmembran aufweist, in einer Schnittdarstellung; und
  • 9a, 9b eine Pouch-Batteriezelle (9a) mit einer Batterieverschlusszeile, die einen Entgasungskanal gemäß einem der vorstehenden 1 bis 8 aufweist und die durch Erreichen/Überschreiten eines Berstdrucks Pkrit insgesamt vom übrigen Gehäuse der Batteriezelle abtrennbar/ausstoßbar (9b) ist.
In the figures show:
  • 1 shows a first embodiment of a battery cell closure strip with an integrated degassing channel and an emergency degassing channel in a perspective view for more detailed explanation;
  • 2 shows an enlarged detail section of the battery cell closure strip according to FIG 1 in the area of the degassing channel with the sealing element removed;
  • 3 shows the battery cell closure strip according to 1 in a sectional detail view of the media-actuated sealing element of the degassing channel;
  • 4 a further exemplary embodiment of a battery cell sealing strip, in which the bursting valve of the emergency degassing channel and the sealing element of the degassing channel are offset from one another in an axial direction relative to the vertical axis of the battery sealing row;
  • 5 the battery cell closure bar according to 4 in a schematic sectional view;
  • 6 a further exemplary embodiment of a battery cell closure strip, in which the emergency degassing channel is closed by means of a bursting membrane, the terminals being firmly connected to the main body of the battery cell closure strip;
  • 7 a further exemplary embodiment of a battery cell closure strip in which the emergency degassing channel is closed by means of a bursting membrane;
  • 8th a prismatic battery cell (without content) with a battery closure line according to the invention, which has a cutting piston for pressure-controlled perforation of the bursting membrane, in a sectional view; and
  • 9a , 9b a pouch battery cell ( 9a ) with a battery closure cell having a degassing channel according to any one of the preceding 1 until 8th and which can be separated/ejected overall from the rest of the housing of the battery cell by reaching/exceeding a bursting pressure Pcrit ( 9b ) is.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Batteriezellverschlussleiste 10 für eine Batteriezelle in prismatischer oder in Pouch-Bauweise. Derlei Batteriezellen werden aufgrund ihrer kompakten Leichtbauweise insbesondere bei Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen eingesetzt, weisen aber den Nachteil eines gegenüber Gasentstehung im Inneren der Batteriezelle wenig druckstabilen Gehäuses auf. 1 shows a first embodiment of a battery cell closure strip 10 for a battery cell in a prismatic or pouch design. Due to their compact, lightweight design, battery cells of this type are used in particular in traction batteries of electric vehicles, but have the disadvantage of a housing that is not very pressure-resistant in relation to gas formation inside the battery cell.

Die Batteriezellverschlussleiste 10 weist einen Grundkörper 12 mit einer Innenseite 14 und mit einer Außenseite 16 auf. im Einbauzustand weist die Innenseite 14 dem Gehäuseinneren der Batteriezelle zu. Die Batteriezellverschlussleiste 10 kann die Terminals 18, d.h. die elektrischen Batteriepole der Batteriezelle, aufweisen oder zumindest mit einer Durchgangsausnehmung 20 für die Terminals 18 versehen sein. Im erstgenannten Fall können die Terminals 18 im Material des Grundkörpers 12 eingebettet, eingeklebt oder in anderer Weise gedichtet gehalten angeordnet sein.The battery cell closure strip 10 has a base body 12 with an inside 14 and an outside 16 . in the installed state, the inside 14 faces the inside of the housing of the battery cell. The battery cell closure strip 10 can have the terminals 18, i.e. the electrical battery poles of the battery cell, or can at least be provided with a through-hole 20 for the terminals 18. In the former case, the terminals 18 can be embedded in the material of the base body 12, glued in place or held in a sealed manner in some other way.

Die Batteriezellverschlussleiste 10 weist einen Entgasungskanal 22 auf, der sich längs der Vertikalachse V der Batteriezellverschlussleiste 10 von der Innenseite 14 zur Außenseite 16 der Batteriezellverschlussleiste 10 erstreckt. Der Entgasungskanal 22 ist mit einem Ventil 24 mit einem medienbetätigten Dichtelement 26 versehen. Der Entgasungskanal 22 ist im Regelbetrieb der Batteriezellverschlussleiste 10 mittels des Dichtelements 26 gasdicht verschlossen. Bei Erreichen oder Überschreiten eines innenseitig auf das Dichtelement 26 wirkenden vordefinierten Grenzdrucks Plim der Batteriezelle ist eine Verformung des Dichtelements 26 bewirkt, derart, dass das Dichtungselement 26 den Entgasungskanal 22 fluidisch freigibt, um so ein Entgasen der Batteriezelle zu ermöglichen. Der Ansprechdruck bzw. Grenzdruck Plim des Dichtelements 26 kann beispielswiese 0,1 bar (über Atmosphärendruck) betragen.The battery cell closure strip 10 has a degassing channel 22 which extends along the vertical axis V of the battery cell closure strip 10 from the inside 14 to the outside 16 of the battery cell closure strip 10 . The degassing channel 22 is provided with a valve 24 with a media-actuated sealing element 26 . The degassing channel 22 is sealed in a gas-tight manner by means of the sealing element 26 during normal operation of the battery cell sealing strip 10 . When a predefined limit pressure P lim of the battery cell acting on the inside of the sealing element 26 is reached or exceeded, the sealing element 26 is deformed in such a way that the sealing element 26 releases the degassing channel 22 fluidically in order to enable degassing of the battery cell. The response pressure or limit pressure P lim of the sealing element 26 can be, for example, 0.1 bar (above atmospheric pressure).

Im Fall einer massiven Gasbildung innerhalb der Batteriezelle, wie etwa beim Thermal Runaway, ist über den Entgasungskanal 22 kein ausreichend schneller atmosphärischer Druckausgleich möglich. Die Batteriezellverschlussleiste 10 weist deshalb zusätzlich einen Notentgasungskanal 28 auf. Der Notentgasungskanal 28 ist mit anderen Worten zum Entgasungskanal 22 separat im Grundkörper 12 ausgebildet. Der Notentgasungskanal 28 ist mittels eines Berstventils 30 gasdicht verschlossen. Das Berstventil 30 ist derart ausgebildet, dass dieses bei Erreichen oder Überschreiten eines innenseitig auf das Berstventil 30 wirkenden Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plim den Notentgasungskanal 28 freigibt. Der Berstdruck Pkrit kann beispielswiese bei 1,5 bar liegen. Der Notentgasungskanal 28 weist im Vergleich zum Entgasungskanal 22 einen zumindest 10-fach größeren durchströmbaren Öffnungsquerschnitt auf. Das Berstventil 30 kann gemäß 1 einen Sprengdeckel 32 umfassen bzw. durch diesen gebildet sein. Der Sprengdeckel 32 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise aus einem gummielastisch verformbaren Material. Zu beachten ist, dass der Grundkörper 12 der Batteriezellverschlussleiste 10 eine umlaufende Anschlussfläche 34 aufweist, die der gasdichten Befestigung des pouchförmigen oder prismatischen Batteriezellgehäuses an der Batteriezellverschlussleiste 10 dient. Dies kann durch Verschweißen, Kleben oder auf andere dem Fachmann geläufige Weise erfolgen.In the event of massive gas formation within the battery cell, such as in the case of thermal runaway, a sufficiently rapid atmospheric pressure compensation is not possible via the degassing channel 22 . The battery cell closure strip 10 therefore also has an emergency degassing channel 28 . In other words, the emergency degassing channel 28 is formed separately from the degassing channel 22 in the base body 12 . The emergency degassing channel 28 is by means a bursting valve 30 sealed gas-tight. The bursting valve 30 is designed in such a way that it releases the emergency degassing channel 28 when a bursting pressure Pcrit with Pcrit >Plim acting on the inside of the bursting valve 30 is reached or exceeded. The bursting pressure Pcrit can be 1.5 bar, for example. In comparison to the degassing channel 22, the emergency degassing channel 28 has an opening cross section through which a flow can flow that is at least 10 times larger. The bursting valve 30 can according 1 include an explosive cap 32 or be formed by this. The explosive cover 32 is preferably made of plastic, for example a rubber-elastic deformable material. It should be noted that the base body 12 of the battery cell closure strip 10 has a peripheral connection surface 34 which serves to fasten the pouch-shaped or prismatic battery cell housing to the battery cell closure strip 10 in a gas-tight manner. This can be done by welding, gluing or in some other way familiar to a person skilled in the art.

In 2 ist ein vergrößerter Detailausschnitt der freigestellten Batteriezellverschlussleiste 10 im Bereich des Entgasungskanals 22 gezeigt. Der Grundkörper 12 weist für das Dichtelement 26 eine Dichtungshaltestruktur 36 in Form einer, hier beispielhaft kreisrunden, Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist umlaufend durch eine Wandung 38 begrenzt. Die Wandung 38 kann eine umlaufende Schulter 40 bilden, die dem Dichtelement 26 als Dichtfläche dient.In 2 an enlarged detailed section of the released battery cell closure strip 10 in the area of the degassing channel 22 is shown. For the sealing element 26, the base body 12 has a seal holding structure 36 in the form of a recess, which is circular here by way of example. The recess is delimited all around by a wall 38 . The wall 38 can form a circumferential shoulder 40 which serves as a sealing surface for the sealing element 26 .

In 3 ist das Dichtelement 26 im Einbauzustand gezeigt. Das Dichtelement 26 weist eine, hier beispielhaft umlaufende, Dichtlippe 42 auf, die im Regelbetrieb der Batteriezellverschlussleiste 10 an der Dichtfläche in einer zur Längsachse L der Ausnehmung axialen Richtung vorgespannt dichtend anliegt. Das Dichtelement 26 kann einen Vorsprung 44 aufweisen, mit dem es sich in einer zur Längsachse L axialen Richtung am Grundkörper 12 abstützt. Der innenseitige Einlass 46 und der außenseitige Auslass 48 des Entgasungskanals 22 sind gut zu erkennen. Zu beachten ist, dass die Längsachse L der Ausnehmung bezüglich der Vertikalachse V der Batteriezellverschlussleiste 10 orthogonal verlaufend angeordnet ist. Dadurch kann mit der Batteriezellverschlussleiste 10 eine für die hier relevanten Batteriezellen ausreichend kompakte Bauform realisiert werden.In 3 the sealing element 26 is shown in the installed state. The sealing element 26 has a sealing lip 42 , in this case, for example, a circumferential sealing lip 42 , which, during normal operation of the battery cell sealing strip 10 , bears prestressed and sealingly on the sealing surface in an axial direction relative to the longitudinal axis L of the recess. The sealing element 26 can have a projection 44 with which it is supported in a direction axial to the longitudinal axis L on the base body 12 . The inside inlet 46 and the outside outlet 48 of the degassing channel 22 are clearly visible. It should be noted that the longitudinal axis L of the recess is arranged to run orthogonally with respect to the vertical axis V of the battery cell closure strip 10 . As a result, a design that is sufficiently compact for the battery cells that are relevant here can be realized with the battery cell closure strip 10 .

In den 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Batteriezellverschlussleiste 10 gezeigt, die sich von dem vorstehend im Zusammenhang mit den 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen in der geometrischen Position des Dichtelements 26 relativ zum Berstventil 30 unterscheidet. Hier ist die Dichtungshaltestruktur 36 an einem Fortsatz 50 des Grundkörpers 12 ausgebildet, der sich vom übrigen Grundkörper 12 in einer zur Vertikalachse V des Batteriezellverschlussleistes 10 axialen Richtung wegerstreckt. Das Dichtelement 26 und das Berstventil 30 des Notentgasungskanals 28 sind somit in Richtung der Vertikalachse V voneinander beabstandet und übereinanderliegend angeordnet.In the 4 and 5 Another embodiment of a battery cell closure strip 10 is shown, which differs from that above in connection with the 1 until 3 Explained embodiment differs essentially in the geometric position of the sealing element 26 relative to the bursting valve 30. Here the seal holding structure 36 is formed on an extension 50 of the base body 12 which extends away from the rest of the base body 12 in an axial direction relative to the vertical axis V of the battery cell closure strip 10 . The sealing element 26 and the bursting valve 30 of the emergency degassing channel 28 are thus spaced apart from one another in the direction of the vertical axis V and arranged one above the other.

5 zeigt eine Batteriezelle 100 mit der Batteriezellverschlussleiste 10. Die Batteriezelle 100 weist eine (insgesamt) prismatische Gehäuseform auf. Die Batteriezellverschlussleiste 10 kann insbesondere mit dem übrigen Gehäuse 102 der Batteriezelle 100 verschweißt sein. Der Sprengdeckel 32 kann auf einem Halteflansch 52 des Grundkörpers 12 angeordnet sein und diesen - vorzugsweise beiderseitig - umlaufend umgreifen. 5 shows a battery cell 100 with the battery cell closure strip 10. The battery cell 100 has a (overall) prismatic housing shape. The battery cell closure strip 10 can in particular be welded to the rest of the housing 102 of the battery cell 100 . The explosive cover 32 can be arranged on a retaining flange 52 of the base body 12 and can encompass it circumferentially—preferably on both sides.

6 und 7 zeigen jeweils weitere Batteriezellverschlussleisten 10, bei der der Notentgasungskanal 28 ein Berstventil 30 mit einer Berstmembran 53 aufweist. Die Berstmembran kann aus einem Kunststoff, Metall oder aus einem Verbundwerkstoff bestehen. Die Berstmembran bietet den Vorteil einer besonders kostengünstigen und kompakten Bauweise. Der Öffnungsquerschnitt A1 des Notentgasungskanals 28 sowie der deutlich kleinere Öffnungsquerschnitt A2 des Entgasungskanals 22 sind gut zu erkennen. 6 and 7 each show further battery cell closure strips 10, in which the emergency degassing channel 28 has a bursting valve 30 with a bursting membrane 53. The bursting membrane can be made of plastic, metal or a composite material. The bursting membrane offers the advantage of a particularly cost-effective and compact design. The opening cross section A 1 of the emergency degassing channel 28 and the significantly smaller opening cross section A 2 of the degassing channel 22 are clearly visible.

Gemäß dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Batteriezellverschlussleiste 10 in allen hier erläuterten Ausführungsformen eine Befüllöffnung 54 zum Befüllen der Batteriezelle aufweisen, die mittels eines, vorzugsweise an der Batteriezellverschlussleiste 10 verschiebbar gelagerten, Verschlusselements 56, insbesondere in Form eines zylindrischen Stopfens, verschließbar ist. Gemäß dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel können die Terminals 18 mit dem Grundkörper 12 fest verbunden sein und mit diesem eine gemeinsam handhabbare Baueinheit bilden. Gemäß 7 kann die Dichtungshaltestruktur 36 sowie das darin angeordnete Dichtelement 26 randseitig der Batteriezellverschlussleiste 10 angeordnet sein.According to the 6 In the exemplary embodiment shown, the battery cell closure strip 10 can have a filling opening 54 for filling the battery cell in all of the embodiments explained here, which can be closed by means of a closure element 56, preferably mounted displaceably on the battery cell closure strip 10, in particular in the form of a cylindrical plug. According to the 6 In the exemplary embodiment shown, the terminals 18 can be firmly connected to the base body 12 and form a structural unit that can be handled together with it. According to 7 For example, the seal holding structure 36 and the sealing element 26 arranged therein can be arranged at the edge of the battery cell closure strip 10 .

Weist die Batteriezellverschlussleiste 10 eine Berstmembran 53 auf, so kann gemäß 8 im Notentgasungskanal 28 ein pneumatisch betätigbares (=medienbetätigtes) Schneidelement bzw. ein medienbetätigter Schneidkolben 58 bewegbar gelagert sein, durch das die Berstmembran im Betriebseinsatz der Batteriezellverschlussleiste 10 und bei Erreichen oder überschreiten des vorgegebenen (=Soll-) Berstdrucks Pmax mechanisch perforierbar ist. Der Schneidkolben weist eine der Berstmembran 53 zugeordnete Schneidkante 60 auf. Dadurch kann das Ansprechverhalten des Berstventils 30 nochmals weiter verbessert werden.If the battery cell closure bar 10 has a bursting membrane 53, then according to FIG 8th a pneumatically actuated (=media-actuated) cutting element or a media-actuated cutting piston 58 can be movably mounted in the emergency degassing channel 28, through which the bursting membrane can be mechanically perforated during operational use of the battery cell closure strip 10 and when the specified (=setpoint) bursting pressure Pmax is reached or exceeded. The cutting piston has a cutting edge 60 assigned to the bursting membrane 53 . As a result, the response behavior of the bursting valve 30 can be improved even further.

Der Grundkörper 12 der vorstehend erläuterten Batteriezellverschlussleiste 10 kann grundsätzlich aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplasten oder aus Metall, insbesondere Aluminium, bestehen.The base body 12 of the battery cell closure strip 10 explained above can in principle consist of a plastic, in particular a thermoplastic, or of metal, in particular aluminum.

9a zeigt eine Pouch-Batteriezelle 100 mit einer weiteren Batteriezellverschlussleiste 10. Die Batteriezellverschlussleiste 10 kann beispielsweise gemäß einer der Ausführungsformen gemäß den 1 bis 8 ausgeführt sein. Das pouchförmige Gehäuse 102 ist an der umlaufenen Anschlussfläche 34 des Grundkörpers 12 der Batteriezellverschlussleiste 10 befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt oder verklebt. Der Grundkörper 12 kann in einer zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen entsprechenden Weise einen Entgasungskanal und einen Notentgasungskanal aufweisen. 9a shows a pouch battery cell 100 with a further battery cell closure strip 10. The battery cell closure strip 10 can, for example, according to one of the embodiments according to 1 until 8th be executed. The pouch-shaped housing 102 is attached to the peripheral connection surface 34 of the base body 12 of the battery cell closure strip 10, in particular welded or glued to it. The base body 12 can have a degassing channel and an emergency degassing channel in a manner corresponding to the above exemplary embodiments.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Batteriezellverschlussleiste allerdings keinen integrierten Notentgasungskanal auf. Das Erreichen oder Überschreiten des Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plim in der Batteriezelle 100 bewirkt gemäß 9b ein, bevorzugt vollständiges, Abtrennen, insbesondere Ausstoßen, der Batteriezellverschlussleiste 10 vom übrigen Pouch-Gehäuse 102 unter Bildung eines im Betriebseinsatz in Richtung der Vertikalachse V nach oben hin offenen Notentgasungskanals 28, über den die Notentgasung der Batteriezelle 102 ermöglicht ist.However, in the exemplary embodiment shown here, the battery cell closure strip does not have an integrated emergency degassing channel. Reaching or exceeding the bursting pressure Pcrit with Pcrit >Plim in the battery cell 100 causes according to 9b a preferably complete separation, in particular ejection, of the battery cell closure strip 10 from the rest of the pouch housing 102 to form an emergency degassing channel 28 which is open upwards in the direction of the vertical axis V during operational use and via which emergency degassing of the battery cell 102 is made possible.

Claims (11)

Batteriezellverschlussleiste (10) für eine Batteriezelle (100) in prismatischer oder in Pouch-Bauweise, umfassend einen Grundkörper (12) mit - einem Entgasungskanal (22), der sich längs der Vertikalachse V der Batterieverschlussleiste (10) von deren Innenseite (14) zu deren Außenseite (16) erstreckt, wobei der Entgasungskanal (22) im Regelbetrieb der Batteriezellverschlussleiste (10) mittels eines medienbetätigten Dichtelements (26) verschlossen ist, das den Entgasungskanal (22) bei Erreichen eines vordefinierten innenseitigen Grenzdrucks Plim freigibt; und mit - einem Notentgasungskanal (28), der im Vergleich zum Entgasungskanal (22) einen zumindest 10-fach größeren durchströmbaren Öffnungsquerschnitt aufweist und welcher mittels eines Berstventils (30) verschlossen ist, das den Notentgasungskanal (28) bei Erreichen oder Überschreiten eines innenseitigen Soll-Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plim freigibt; wobei das Berstventil (30) eine Berstmembran (53) und ein Schneidelement (58) umfasst, das am Grundkörper (12) bewegbar gelagert ist und durch das die Berstmembran (53) bei Erreichen oder Überschreiten des innenseitigen Soll-Berstdrucks Pmax perforierbar ist; und wobei das Dichtelement (26) in einer Dichtungshaltestruktur (36) des Grundkörpers (12) in Form einer Ausnehmung gehalten angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsachse L der Ausnehmung quer zur Vertikalachse V der Batteriezellverschlussleiste (10) erstreckt.Battery cell closure strip (10) for a battery cell (100) in a prismatic or pouch design, comprising a base body (12) with - a degassing channel (22) which extends along the vertical axis V of the battery closure strip (10) from the inside (14) thereof the outside (16) of which extends, the degassing channel (22) being closed during regular operation of the battery cell sealing strip (10) by means of a media-actuated sealing element (26) which releases the degassing channel (22) when a predefined limit pressure P lim on the inside is reached; and with - an emergency degassing channel (28), which has an opening cross section that is at least 10 times larger than the degassing channel (22) and which is closed by means of a bursting valve (30), which closes the emergency degassing channel (28) when an internal target is reached or exceeded -Releases burst pressure Pcrit with Pcrit >Plim; wherein the bursting valve (30) comprises a bursting membrane (53) and a cutting element (58) which is movably mounted on the base body (12) and through which the bursting membrane (53) can be perforated when the internal target bursting pressure Pmax is reached or exceeded; and wherein the sealing element (26) is arranged held in a seal holding structure (36) of the base body (12) in the form of a recess; characterized in that the longitudinal axis L of the recess extends transversely to the vertical axis V of the battery cell closure strip (10). Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstventil (30) einen Sprengdeckel umfasst.Battery cell closure bar (10) according to claim 1 , characterized in that the bursting valve (30) comprises a blast cover. Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengdeckel (32) aus einem gummielastisch verformbaren Material besteht.Battery cell closure bar (10) according to claim 2 , characterized in that the explosive cover (32) consists of a rubber-elastic deformable material. Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengdeckel (32) auf einem Halteflansch (52) des Grundkörpers (12) angeordnet ist und diesen umlaufend, bevorzugt beiderseitig, umgreift.Battery cell closure strip (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the explosive cover (32) is arranged on a retaining flange (52) of the base body (12) and encompasses it circumferentially, preferably on both sides. Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (26) eine, bevorzugt umlaufende, Dichtlippe (42) aufweist, die in ihrer den Entgasungskanal (22) verschließenden Dichtstellung an einer Dichtfläche (40) des Grundkörpers (12) dichtend anliegt und die in eine den Entgasungskanal (22) freigebende Öffnungsstellung bewegbar ist, in der die Dichtlippe zumindest abschnittsweise von der Dichtfläche (40) beabstandet angeordnet ist.Battery cell closure strip (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (26) has a preferably circumferential sealing lip (42) which, in its sealing position closing the degassing channel (22), is attached to a sealing surface (40) of the base body (12 ) rests sealingly and which can be moved into an open position releasing the degassing channel (22), in which the sealing lip is arranged at least in sections at a distance from the sealing surface (40). Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshaltestruktur (36) an einem Fortsatz (50) des Grundkörpers (12) ausgebildet ist, der sich vom übrigen Grundkörper (12) in einer zur Vertikalachse V der Batteriezellverschlussleiste (10) axialen Richtung wegerstreckt.Battery cell closure strip (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the seal holding structure (36) is formed on an extension (50) of the base body (12), which extends from the rest of the base body (12) in a direction relative to the vertical axis V of the battery cell closure strip (10 ) stretched away in the axial direction. Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellverschlussleiste die Terminals (18) der Batteriezelle (100) aufweist oder (10) Durchgangsausnehmungen (20) für die Terminals (18) der Batteriezelle (100) aufweist.Battery cell closure strip (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell closure strip has the terminals (18) of the battery cell (100) or (10) has through-holes (20) for the terminals (18) of the battery cell (100). Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellverschlussleiste (10) eine Befüllöffnung (54) für die Batteriezelle (100) aufweist, die vorzugsweise mittels eines, bevorzugt am Grundkörper (12) verschiebbar gelagerten, Verschlusselements (56) verschließbar ist.Battery cell closure strip (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell closure strip (10) has a filling opening (54) for the battery cell (100), which is preferably slidably mounted by means of a closure element (56) on the base body (12). is lockable. Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplasten oder aus Metall, insbesondere Aluminium, besteht.Battery cell closure bar (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the base body (12) consists of a Plastic, in particular a thermoplastic or metal, in particular aluminum. Batteriezelle (100) in prismatischer oder in Pouch-Bauweise, insbesondere für eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) der Batteriezelle (100) eine Batteriezellverschlussleiste (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.Battery cell (100) in prismatic or pouch construction, in particular for a traction battery of an electric vehicle, characterized in that the housing (102) of the battery cell (100) comprises a battery cell closure strip (10) according to one of the preceding claims. Batteriezelle (100) umfassend ein prismatisches Gehäuse (102), das oberseitig mittels einer Batteriezellverschlussleiste (10) verschlossen ist, wobei die Batterieverschlussleiste (10) einen Grundkörper (12) mit einem Entgasungskanal (22) aufweist, der sich von der Innenseite (14) der Batteriezellverschlussleiste (10) zur Außenseite (16) der Batteriezellverschlussleiste (10) erstreckt, wobei der Entgasungskanal (22) im Regelbetrieb der Batteriezelle (100) mittels eines medienbetätigten Dichtelements (26) verschlossen ist, das den Entgasungskanal (22) bei Erreichen/Überschreiten eines vordefinierten Grenzdrucks Plim in der Batteriezelle (102) freigibt und wobei durch ein Erreichen oder Überschreiten eines kritischen Berstdrucks Pkrit mit Pkrit > Plim in der Batteriezelle (100) ein Abtrennen, insbesondere Ausstoßen, der Batteriezellverschlussleiste (10) vom übrigen Gehäuse (102) unter Bildung eines Notentgasungskanals (28) bewirkt ist, um eine Notentgasung der Batteriezelle (100) zu ermöglichen.Battery cell (100) comprising a prismatic housing (102) which is closed at the top by means of a battery cell closure strip (10), the battery closure strip (10) having a base body (12) with a degassing channel (22) which extends from the inside (14) of the battery cell closure strip (10) extends to the outside (16) of the battery cell closure strip (10), the degassing channel (22) being closed during regular operation of the battery cell (100) by means of a media-actuated sealing element (26) which closes the degassing channel (22) when it is reached/exceeded a predefined limit pressure P lim in the battery cell (102) and whereby when a critical bursting pressure Pcrit with Pcrit > Plim in the battery cell (100) is reached or exceeded, the battery cell closure strip (10) is separated, in particular ejected, from the rest of the housing (102 ) is effected to form an emergency degassing channel (28) in order to erm an emergency degassing of the battery cell (100). possible.
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